Переход MOSFET

[dtparekh]

Здравствуйте, друзья,

Может ли кто-нибудь помочь мне получить теории MOSFET характеристик
И принцип работы в сети.

еще один сомнений то, что трудно
И мягкое переключение на MOSFET.Это я считаю для СМПС.Просьба представить некоторые решения (ы) с подробной информацией.

Спасибо заранее

С уважением

 

[hamdard]

Вы можете посмотреть книги Nedmohan "Силовая электроника".
это хорошо explined здесь.Добавлено через 8 минут:Что касается жесткого и мягкого переключения:
Если устройство (MOSFET или BJT) переключается из одного состояния в другое, когда ток не проходит через это, то она называется мягкой коммутацией.
И устройство переключается во время тока, она называется жесткого переключения.

 

[Guest]

металл-оксид-полупроводник полевой транзистор (MOSFET, MOS-FET, или MOS FET), на сегодняшний день является наиболее распространенным полевой транзистор в цифровых и аналоговых цепей.В MOSFET состоит из канала N-типа или п-типа полупроводниковых материалов (см. статью на полупроводниковых приборов), и, соответственно, называется NMOSFET или PMOSFET (также широко nMOSFET, pMOSFET, NMOS FET, PMOS FET, nMOS FET, pMOS FET).

В 'металл "в название является анахронизмом, с начала чипы, в которых были металлические ворота; современные чипы использовать поликремний ворот.IGFET представляет собой связаны, более общий смысл термина изотермическое ворота полевой транзистор, и почти синонимом "MOSFET", хотя это может относиться к FETs в ворота изолятора, которые не оксид.Некоторые предпочитают использовать "IGFET", когда речь идет о устройствах с поликремний ворот, но для большинства все еще называем их МОП.

Обычно полупроводник выбора кремния, но некоторые производители микросхем,
в частности IBM, стали использовать смесь из кремния и германия (SiGe) в MOSFET каналов.К сожалению, многие полупроводников с более чем электрические свойства кремния, как, например, арсенид галлия, не образуют хорошую ворот оксидов и, следовательно, не пригодны для МОП.

Ворота терминала слоя поликремния (поликристаллического кремния; почему используется поликремний будет объяснено ниже),
размещенные за канал, но отделен от канала тонким слоем изоляционного что традиционно диоксида кремния, а более продвинутые технологии, используемые кремния oxynitride .Когда напряжение применяется между воротами и источник терминалы, электрическое поле проникает через оксид и создает так называемый "инверсия канала" в канал под.Инверсия канал имеет тот же тип С-типа или N-типа, как источник и сток, так что она представляет собой каналом, через который можно пройти текущий.Изменение напряжения между воротами и тело изменяет проводимость этого слоя и делает возможным контроль тока утечки и от источника.
Содержание
[скрыть]

* 1 окружной символов
* 2 MOSFET операции
O 2.1 металл-оксид-полупроводник структура
O 2.2 MOSFET структура
O 2.3 органу эффект
O 2.4 Режимы эксплуатации
* 3 Примат МОП
O 3.1 Цифровое
O 3.2 Аналого
* 4 MOSFET масштабирования
O 4.1 Основания для MOSFET масштабирования:
O 4.2 Трудности, возникающие в связи с MOSFET скейлинга
4.2.1 Subthreshold утечки
4.2.2 Интерконнект емкостная
4.2.3 производство тепла
4.2.4 ворота оксида утечки
4.2.5 Процесс вариации
* 5 MOSFET строительство
O 5.1 ворот материал
* 6 Другие виды MOSFET
O 6.1 Расход режиме МОП
O 6.2 NMOS логика
O 6.3 Мощность MOSFET
O 6.4 ОМТН
* 7 MOSFET аналогового переключателя
O 7.1 единого типа MOSFET переключатель:
O 7.2 Dual-типа (CMOS) MOSFET переключатель:
* 8 Ссылки
O 8.1 Мощность MOSFET
* 9 Внешние ссылки

[править]

Окружной символов
Укрепление режима MOSFET символов
Увеличить
Укрепление режима MOSFET символов

А различные символы, используемые для MOSFET.Основная конструкция обычно линию канала в источник и сток оставив его под прямым углом, а затем изгибающего назад в том же направлении, что и канал.Иногда ломаная линия используется для укрепления режима и прочной один за истощения режиме, но неловкость нанесения прерывистых линий означает это различие часто игнорируются.Еще одна строка обращается параллельно с каналом для ворот.

Основная часть связи, если доказано, показано, подключенных к задней части канала с указанием стрелки PMOS или NMOS.Стрелки всегда точка С на N, так и NMOS (N-канальный) имеет стрелку
дюйм Если основная подключен к источнику (как в целом обстоит дело с дискретными устройств),
то угловой встретиться с источником оставить транзистора.Если основная масса не показал (как это часто бывает в IC Design, как они в целом общие навалом) инверсии символ иногда используется для указания PMOS.

Сравнение укрепления режима и истощения символы, наряду с JFET символов:
Фото: JFET_symbol_P.png Image: IGFET символом С enh.png Image: IGFET символом С dep.png С-канал
Фото: JFET_symbol_N.png Image: IGFET символом N enh.png Image: IGFET символом N dep.png N-канал
JFET MOSFET enh MOSFET отд
[править]

MOSFET операции
[править]

Металл-оксид-полупроводник структура
Металл-оксид-полупроводник структура
Увеличить
Металл-оксид-полупроводник структура

А металл-оксид-полупроводник (МОП) структура получается путем депонирования слоем диоксида кремния (SiO2), а слой металла (поликристаллического кремния фактически используется вместо металла) на верхней части полупроводниковых умереть.Как диоксида кремния является диэлектрический материал своей структуре эквивалентна плоскости конденсатор с одним из электродов заменить полупроводника.

Когда напряжение применяется через MOS структура, она изменяет распределение зарядов в полупроводниках.Если мы считаем, С-типа полупроводника (совместно с
Н. А. плотности лунок), положительное VGB (см. рисунок) имеет тенденцию к уменьшению концентрации дырок и увеличение концентрации электронов.Если VGB достаточно высока, концентрация отрицательных носителей заряда вблизи ворот больше, чем положительных обвинения в так называемой инверсии слой.

Эта структура с С-тип тела, исходя из N-типа MOSFET, что требует включения в N-типа и источника утечки регионов.
[править]

MOSFET структура
Поперечное сечение в NMOS
Увеличить
Поперечное сечение в NMOS

А металл-оксид-полупроводник полевой транзистор (MOSFET), основан на модуляции заряда концентрация вызвана MOS емкости.Она состоит из двух терминалов (источник и сток) каждого подключенного к отдельной весьма допированном регионов.Эти регионы могут быть как С или N типа, но они оба должны быть того же типа.Высоко допированном регионов, как правило, обозначается через A ' ' следующий вид допинга (см. изображение справа).Эти два региона разделены на допированном региона противоположных типа, известных как орган.Этот регион не является высоко легированных, обозначается отсутствие A ' ' знак.Активная область MOS представляет собой емкость с третьим электродом, ворота, который находится над телом и изолированы от всех других регионах на оксид.

Если MOSFET является N-канал или nMOS FET, то источник и сток являются "Н "
Регионы и тела является 'P' региона.При позитивном ворот источника напряжения применяется, оно создает N-канал на поверхности С регионе, чуть меньше оксида.Этот канал распространяется от источника до умов и обеспечивает проводимость транзистора.При нулевой или отрицательный напряжения применяется между воротами и источник, канал исчезает и не может текущий поток между источником и канализация.

Если MOSFET является С-канал или pMOS FET, то источник и сток являются 'P "Регионы и тела является' N 'региона.Когда негативные ворот источник напряжения (положительный источник ворота) применяется, она создает С-канала на поверхность в N регионе, чуть меньше оксида.Этот канал распространяется от источника до умов и обеспечивает проводимость транзистора.При отсутствии или положительное напряжение применяется между воротами и тела, канал исчезает и не может текущий поток между источником и канализация.

Источником так назвали потому, что она является источником носителей заряда (электронов на N-каналов, отверстий для С-каналов), которые проходят через канал; Кроме того, канализация, где носителей заряда покинуть канал.
[править]

Тело эффект

Тело описывает эффект изменения порогового напряжения на изменения в исходном-навалом напряжения, приблизительно по следующей формуле:

V_ (ТН) = V_ (К) \ Gamma \ влево (\ SQRT (V_ (SB) 2 \ Phi) - \ SQRT (2 \ Phi) \ справа)

VTO которых является нулевой субстрата предвзятости, γ является органом параметр эффекта, и это 2φ поверхности потенциальной параметра.

Этот орган может эксплуатироваться в качестве второго ворот, а иногда называют "воротами обратно"; тело эффект иногда называют "воротами бэк-эффект".(http://equars.com/ ~ marco/poli/phd/node20.html)
[править]

Режимы работы
Эволюция утечки тока на MOSFET с умов к источнику напряжения для нескольких VGS - Vth ценностей.
Увеличить
Эволюция утечки тока на MOSFET с умов к источнику напряжения для нескольких VGS - Vth ценностей.
Поперечное сечение в MOSFET, работающих в линейном региона
Увеличить
Поперечное сечение в MOSFET, работающих в линейном региона
Поперечное сечение в MOSFET, действующих в регионе насыщения
Увеличить
Поперечное сечение в MOSFET, действующих в регионе насыщения

Операция в MOSFET могут быть разделены на три разных режимах, в зависимости от напряжения на клеммах.Для укрепления режима, N-канальный MOSFET режимами являются:

Цензурированные или югу от порога режиме
Когда VGS <Vth где Vth это пороговое напряжение устройства.
В соответствии с порога модели, транзистор выключен, и нет проводимости между утечки и источник.В действительности, Больцмана распределение энергии электрона позволяет некоторым из наиболее энергичных электронов на источник ввести канала и потока на утечку, в результате чего subthreshold ток, является экспоненциальной функцией от ворот источника напряжения.Хотя нынешний период утечки и источник в идеале должна быть равна нулю, когда транзистор, которая используется как оказалось-выключателя,
есть слабые инверсии тока, иногда называемые subthreshold утечки.

Триод или линейной региона
Когда VGS> Vth и ДСТС <VGS - Vth
Транзистор включен, и канал был создан, который позволяет нынешним потоков между утечки и источник.В MOSFET работает как резистор,
управляемый напряжением ворот.В настоящее время от утечки на источник:

I_D = \ mu_n C_ (вола) \ (Frac W) (L) ((V_ (ОО)-V_ (м)) V_ (Д.С.) - \ (V_ Frac DS () ^ 2) (2))

где μn является заряд-перевозчик мобильность, З ворот шириной, L является воротами длину и Кокс ворот оксида емкости на единицу площади.Переход от экспоненциальной subthreshold региона к региону триод не столь резким, как в уравнениях предположить.

Насыщенность
Когда VGS> Vth и ДСТС> VGS - Vth
Выключатель включен, и канал был создан, который позволяет на текущий поток между утечки и источник.Поскольку утечка напряжение выше, чем у ворот напряжение, часть канала отключен.Наступление этого региона также известен как пинча-офф.В ток утечки в настоящее время сравнительно независимыми от утечки напряжения (в порядке первого приближения) и ток только под контролем ворот напряжение такое, что:

I_D = \ Frac (\ mu_n C_ (вола)) (2) \ Frac (W) (L) (V_ (ОО)-V_ (м)) ^ 2

это уравнение может быть умножены на (1 λVDS)
учитывать канал длиной модуляция (ранний эффект).

[править]

Примат МОП

В 1960 году Dawon Kahng и Мартин Atalla в Bell Labs изобрели металлический оксид полупроводник полевой транзистор (MOSFET).Теоретически отличается от Shockley
в транзистор, на MOSFET был составлен путем изоляционного слоя на поверхности полупроводника, а затем поместив металлических ворот электрода на этом.Раньше кристаллического кремния для полупроводниковой и термически окисленного слоя диоксида кремния для изоляторов.Не только она обладает такими техническими достопримечательности, как низкая себестоимость и простота интеграции, кремний MOSFET serendipitously не создавать локализованных электронов ловушками (интерфейс государств) на стыке между кремния и его родной слой оксида, и, таким образом, было свободно от Характерно, что препятствует выполнению ранее транзисторов.Опираясь на эту инсульта удачи,
то MOSFET добилась электронных гегемонии.Именно это серендиповых, что поддерживает крупномасштабные интегральных схем (LSIs), лежащие сегодняшнем информационном обществе.
[править]

Цифровая

Развитие цифровых технологий, таких как микропроцессоры обеспечила мотивацию для продвижения MOSFET технологии быстрее, чем любой другой вид кремния
на основе транзистора.Основная причина успеха этого MOSFET стала разработка цифровых КМОП-логики (см. статью на CMOS), которая использует С-и N-канальных МОП качестве строительных блоков.Большим преимуществом КМОП логика заключается в том, что они позволяют не тока на поток (в идеале), и, следовательно, не обладает полномочиями для потребления, за исключением случаев, когда вклад в логику ворота в настоящее время включен.CMOS выполняет это, дополняя каждый nMOSFET с pMOSFET и подключении обоих ворот, и оба вместе стоков.Высокое напряжение на ворота вызовет nMOSFET провести и pMOSFET не проводить и низкого напряжения на воротах причин обратном.За время переключения напряжение идет от одного состояния к другому, и так будет проводить.Эта мера значительно снижает потребление электроэнергии и тепла.Перегрева является одной из важнейших задач в интегрированных цепей, поскольку все больше транзисторов упакованы в еще меньшие чипы.

Еще одно преимущество МОП для цифровой коммутации, что слой оксида между воротами и каналов предотвращает DC ток с проходящих через ворота, дальнейшее сокращение потребления энергии и уделяя большое входного импеданса.Изоляционный оксида между воротами и передача эффективно изолирует один MOSFET в один логический этап от предыдущих и последующих этапах, что позволяет управлять значительным числом входов MOSFET из одного MOSFET производства.Биполярный транзистор
на основе логики (как, например, TTL) не имеют такого высокого fanout мощностей.Эта изоляция также облегчает для дизайнеров игнорировать до некоторой степени воздействия погрузки между логикой этапов самостоятельно.Эта степень определяется рабочая частота: как увеличение частоты, входного импеданса на МОП уменьшается.
[править]

Аналоговые

В MOSFET сильные, как рабочий транзистор в большинстве цифровых схем не перевести на превосходство в аналоговых цепях.Двухполярной плоскостной транзистор (BJT) традиционно аналог дизайнера транзисторно выбора, во многом благодаря его высокой transconductance и уникальные свойства.Тем не менее, МОП широко опирается на аналоговых целей, как хорошо.Некоторые из преимуществ МОП о том, что из-за их положительный температурный коэффициент, они не страдают от теплового убежавшие BJTs как делать и что их линейные региона позволяет их использовать в качестве точного сопротивления, которое может быть гораздо выше, чем сопротивление контролируемого BJTs.Кроме того, они могут быть образованы в конденсаторах и специализированные микросхемы позволяют оп-усилителей из них появится в качестве индукторов, тем самым позволив всем нормальном аналоговых устройств, за исключением диодов (которые могут быть меньше, чем в любом MOSFET),
который будет построен целиком из МОП.Это позволяет обеспечить полный аналог микросхемы будет производиться на кремниевых чипов в значительно меньшем пространстве.Некоторые ICs объединить аналоговых и цифровых схем MOSFET на одном чипе,
что делает необходимым борту космического даже меньше.Это создает необходимость изолировать аналоговых цепей из цифровых схем на уровне чипа,
что приводит к использованию изоляции колец и кремний-на-изоляторе (СОИ).Основное преимущество BJTs против МОП в аналоговом процесса проектирования является возможность BJTs для обработки большего тока в меньшем пространстве.Производство существуют процессы, которые включают BJTs и МОП в единое устройство, эти смешанного транзистор устройства называются Би-FETs (Биполярный-FETs), если они содержат только один BJT-FET и BiCMOS (биполярный КМОП-), если они содержат взаимодополняющий BJT-FETs .Данное устройство обеспечивает преимущества как изотермическое ворота и высокие плотности тока.

В BJT также имеет некоторые преимущества по сравнению с MOSFET в некоторых цифровых схем.BJTs в настоящее время лучше, по крайней мере, 2 цифровых заданий.Первый заключается в высокой скорости переключения, так как они не имеют "большей" емкости из ворот, которые когда умножается на сопротивление канала дает собственное время константа процесса.В собственное время постоянного места ограничения по скорости на MOSFET может работать на высокой частоте, поскольку сигналы отфильтровываются.Расширение канала снижает сопротивление канала, но увеличивает емкость на ту же самую сумму.Уменьшение ширины канала повышает устойчивость, но снижает емкость на ту же сумму.R * C = СК1, 0.5R * 2C = СК1, 2R * 0.5C = СК1.Существует никоим образом свести к минимуму внутренние времени для некоторого процесса.Различные процессы с использованием различных длин канал, канал высоту, толщину ворот и материалы будут иметь различные константы собственного времени.Вы можете пропустить большую часть этой проблемы с BJT поскольку она не имеет ворот.Второе задание вытекает из первого.При движении многих других ворот, называемых вентиляция,
то сопротивление на MOSFET в серии с воротами емкостей из других FETs, создавая среднее время постоянной.Задержка схемы использовать этот факт для создания свода сигналов задержки с помощью небольшого CMOS устройства для передачи сигнала на многие другие, много раз больше, КМОП-устройств.Вторичный времени могут быть сведены к минимуму за счет увеличения движущей FETs ширина канала для уменьшения его сопротивления и уменьшения ширины канала в FETs движения, снижая их емкость.Это не есть недостаток, поскольку он увеличивает емкость из движущих FET и повышает сопротивление в FETs движения, но, как правило, эти недостатки являются минимальными проблема по сравнению со сроками проблемы.BJTs лучше управлять другими воротами, потому что они могут выходе более современные, чем МОП,
что позволит обеспечить FETs движения взимать быстрее.Многие фишки будут использовать MOSFET входы и BiCMOS (см. выше пункт) мероприятий.
[править]

MOSFET масштабирования

На протяжении последних десятилетий, MOSFET постоянно была сокращена в размерах; типичных MOSFET канал длиной некогда несколько микрометров, но современной интегрированной схемы включения МОП с каналом длиной менее десятой доли micrometre.Действительно Intel начнет производство процесс, отличающийся 65 нм размера (с каналом время даже меньше) в начале 2006 года.До конца 1990-х годов, этот размер сокращение привело к значительному улучшению в MOSFET операции без каких-либо вредных последствий.Исторически сложилось так,
что трудности, с уменьшением численного состава MOSFET, были связаны с полупроводниковые устройства производства.
[править]

Основания для MOSFET масштабирования:

Меньше МОП желательно по трем причинам.Во-первых, меньше МОП позволить более современные пройти.Концептуально, МОП, как в резисторах на государство, и более короткие резисторы имеют меньше сопротивления.Во-вторых, меньше, имеют меньшие МОП ворот, и, таким образом, ниже ворот емкости.Эти первые два фактора способствуют снижению коммутации раза, и, следовательно, выше скорость обработки.Третья причина для MOSFET масштабирование сводится района,
что привело к снижению стоимости.Малые МОП могут быть упакованы более плотно, в результате чего ни меньше чипсов или чипсов с более вычислительные мощности в одном и том же районе.Поскольку расходы на изготовление полупроводниковых пластин является относительно фиксированной, стоимость отдельных интегральных микросхем в основном связаны с количеством фишек, которые могут быть произведены за пластин.Таким образом, небольшие микросхемы позволяют более пластин на чипы,
снижая цены на чип.
[править]

Трудности, возникающие в связи с MOSFET скейлинга

Производство МОП с каналом длиной меньше micrometre является сложной задачей, и о трудностях изготовления полупроводниковых устройств всегда являются сдерживающим фактором в продвижении технологии интегральных схем.В последнее время небольшие размеры в MOSFET создала оперативные проблемы.
[править]

Subthreshold утечки

Из-за небольших MOSFET геометриях, напряжения, которые могут быть применены к воротам должен быть сокращен для поддержания надежности.Чтобы сохранить эффективность, пороговое напряжение на MOSFET должна быть уменьшена, а.В качестве порогового напряжения уменьшается, транзистор не может быть полностью отключена,
то есть, что транзистор работает в слабовидящих инверсии режиме, с subthreshold утечки между источником и канализация.Subthreshold утечки, который был проигнорирован в прошлом, теперь могут потреблять более половины от общего потребления энергии современных высокопроизводительных СБИС фишек.
[править]

Интерконнект емкостная

Традиционно время переключения был примерно пропорционален ворот емкость ворот.Тем не менее, с транзисторов становится меньше и больше транзисторов уделяется чип, емкость межсоединений (на емкости провода подключения различных частях чипа) становится большой процент емкости.Сигналы, нужно ехать через межсоединений, что приводит к увеличению задержек и нижних показателей.
[править]

Тепло производства

Постоянно возрастающие плотность МОП по интегральной схеме, создает существенные проблемы локализованы тепловой генерации, которые могут нанести ущерб схема работы.Схемы работают медленнее, при высоких температурах, а также к снижению надежности и короче жизнь.Тепло поглотителях охлаждения и других методов в настоящее время требуется для многих интегральных микросхем, включая микропроцессоры.

Мощность МОП подвергаются риску теплового побег.Как их состояние на сопротивление увеличивается с температурой,
то потеря мощности на пересечении увеличивается, соответственно, получения тепла далее.Когда Теплоотвод не удалось сохранить достаточно низкие температуры, на стыке температуры могут быстро и бесконтрольно расти, в результате разрушения устройства.
[править]

Ворота оксида утечки

Ворота оксид, который выступает в качестве изолятора между воротами и канал должен быть тонким, как это возможно, для увеличения проводимости канала и производительности, когда транзистор включен и уменьшить утечку subthreshold когда транзистор выключен.Однако, с текущими ворота оксиды с толщиной около 1,2 нм (что в кремнии составляет ~ 5 атомов толщиной) с квантово-механические явления туннелирования электронов происходит между воротами и каналов,
что приводит к увеличению потребления энергии.

Изоляторы (упомянутые выше-K диэлектриков), которые имеют больше диэлектрической постоянной, чем двуокись кремния, такие, как группы IVb металла силикатами например, гафния и циркония силикатов и оксидов,
в настоящее время изучаются по сокращению утечек ворот.Увеличение диэлектрической константой ворот оксида материал позволяет более толстый слой при сохранении высокой емкости.Чем больше толщина сокращается туннельного тока между воротами и канала.Важным фактором является барьер высотой в новые ворота оксида; разница в диапазоне проводимости энергии между полупроводников и окись (и соответствующая разница в валентной зоны энергии) также будет влиять на ток утечки уровне.Для традиционных ворот оксида кремния диоксид, бывший барьера составляет около 8 эВ.Для многих альтернативных диэлектриков стоимость значительно ниже, несколько сводит преимущество более высокой диэлектрической постоянной.
[править]

Процесс колебания

При МОП становится все меньше, число атомов в кремнии, которые производят много транзистора свойств становится все меньше.В производстве чипов, случайные вариации процесса могут повлиять на размер транзистора, который становится более значительную долю от общего размера транзистор как транзистор уменьшается.Транзистор характеристики становятся менее детерминированными, но больше статистических.Это статистические вариации увеличивает сложность разработки.
[править]

MOSFET строительство
[править]

Ворота материал

Основным критерием для ворот материала является то, что он является хорошим проводником.Высоко-легированного поликристаллического кремния является приемлемым, но, безусловно, не является идеальным проводником, и он также страдает от некоторых дополнительных технических недостатков в ее роли в качестве стандартных ворот материала.Тем не менее, Есть несколько причин в пользу использования поликремния в ворота материал:

1.Порог напряжения (и, следовательно, утечка на источник на ток) определяется работой функции разница между воротами и передача материалов материала.Из поликремния является полупроводниковый его работы функции можно модулированный, регулируя тип и уровень допинга.Кроме того, поскольку поликремний имеет те же ширина зазора в качестве основных каналов кремния, вполне просто настраивать работу функции, так как для достижения низкого порогового напряжения для обоих NMOS и PMOS устройств.В отличие от работы функции металлы не являются легко модулированный, так что настройка работы функции для получения низкого порогового напряжения становится серьезной проблемой.Кроме того, получение низкого порога устройств по обе PMOS и NMOS устройств, вероятно, потребует использования различных металлов, для каждого типа устройства, добавив дополнительную сложность в процессе изготовления.
2.В кремния SiO2-интерфейс был хорошо изучен, и, как известно, имеют сравнительно небольшое число дефектов.В отличие от многих металл-диэлектрик интерфейсы содержат значительные объемы дефекты, которые могут привести к ферме уровня возлагают, зарядки или других явлений, которые в конечном итоге ухудшать производительность устройства.
3.В MOSFET IC производства,
то предпочтительнее депозит ворот материала до определенной высокой температуры шаги, с тем чтобы более эффективно выполняющих транзисторов.Такие высокие температуры расплава шаги некоторых металлов,
что ограничивает виды металлов, которые могли бы быть использованы в металл-ворот основан процесс.

Хотя поликремний ворота были defacto стандарта на протяжении последних двадцати лет, они имеют ряд недостатков, которые могли бы привести к их замене металлических ворот или других материалов в будущем.Эти недостатки включают в себя:

1.Поликремний не является большой дирижер (примерно в 1000 раз больше, чем резистивный металлы), которое снижает скорость распространения сигнала через материал.В сопротивления может быть снижен за счет увеличения объема допинг, но даже весьма легированного поликремния, не так как большинство кондуктивный металлов.В целях дальнейшего повышения сопротивления, иногда высокая температура металла, таких как вольфрам, титан, кобальт и никель в последнее время, является сплавленные с верхним слоем из поликремния.Такие смешанные материал называется силицидов.В силицидов-поликремний комбинация лучше, чем электрические свойства поликремния в одиночку и по-прежнему не в расплаве последующей обработки.Кроме того, порог напряжения, не намного выше, чем поликремния в одиночку, поскольку силицидов материал не возле канала.Этот процесс, в котором силицидов формируется на обоих ворот электрода и источник и сток регионах иногда называют salicide,
самоходные поддержали силицидов.
2.Когда транзисторы чрезвычайно сокращены, необходимо сделать ворота диэлектрический слой очень тонкий, около 1 нм в состоянии современных технологий.А явление наблюдается здесь, это так называемые поля истощения, где истощение слой формируется в ворота поликремний слой рядом с воротами диэлектрическое когда транзистор находится в инверсии.Чтобы избежать этой проблемы металла ворот желаемого.Разнообразие металлических ворот, такие, как тантала, вольфрама, тантала нитридов и нитрида титана,
как правило, в сочетании с высоким-K диэлектриков.Альтернативой является использование полностью silicided поликремний ворот, и этот процесс называется FUSI.

[править]

Другие типы MOSFET
[править]

Расход в режиме МОП

Есть режим истощения MOSFET устройств, которые обычно используются менее чем стандартные укрепление режима устройства уже описал.Эти MOSFET устройств, которые допированном тем, что канал существует даже без какого-либо напряжения применяются к воротам.С целью контроля каналов, негативное напряжение применяется к воротам, истощая канала, который уменьшает ток через устройство.По сути, в режиме истощения устройство эквивалентно нормально закрытые переключение,
в то время как укрепление режима устройство эквивалентно нормально открыть переключения. [1]
[править]

NMOS логика

N-канальный МОП меньше P-канальный МОП и производство только одного типа MOSFET на кремниевой подложке дешевле и технически проще.Они были движущей принципов при разработке NMOS логика, которая используется N-канальный МОП исключительно.Однако,
в отличие от КМОП логика, логика NMOS потребляет энергии даже при переключении не происходит.С достижениями в технологии CMOS логики перемещенных NMOS логики в 1980-е годы стать предпочтительным процессом для цифровых микросхем.
[править]

Мощность MOSFET
Поперечное сечение держава MOSFET, с квадратными клетками.Типичный транзистор состоит из нескольких тысяч клеток
Увеличить
Поперечное сечение держава MOSFET, с квадратными клетками.Типичный транзистор состоит из нескольких тысяч клеток

Основная статья: Power MOSFET

Мощность МОП иметь различную структуру, чем та, представленные выше.Как и все устройства власти, структура является вертикальной, а не планарный.С помощью вертикальной структуры, можно за транзистор сохранить как высокий блокирующий высокое напряжение и ток.Напряжение рейтинг транзистора является функция от допинга, и толщина слоя N эпитаксиального слоя (см. сечение), в то время как текущий рейтинг в зависимости от ширины канала (чем шире канал,
тем выше нынешних).В планарной структуре, текущий и напряжение рейтинги являются функцией канала размеры (соответственно ширина и длина канала), в результате неэффективного использования "кремний недвижимости".С вертикальной структуры,
входящие в область примерно пропорционален текущей он может сохранить, а компонент, толщиной (на самом деле N-эпитаксиального слоя толщиной) пропорционально распадом напряжения.

Следует отметить, что власти МОП с боковой структуры существуют.Они используются в основном в элитных аудио усилителей.Их преимущество заключается в лучшей поведения в насыщенном регионе (соответствует линейной региона биполярного транзистора), чем в вертикальных МОП.Вертикальные МОП предназначены для коммутации приложений,
поэтому они используются только в или Откл государств.
[править]

КМО

ОМТН выступает за двойное рассеянное оксидных полупроводников металлов.Большая часть энергии МОП производится с использованием этой технологии.
[править]

MOSFET аналогового переключателя

MOSFET аналоговых коммутаторов использовать в качестве канала MOSFET с низким сопротивлением на-переключатель для передачи аналоговых сигналов, когда и как высокий импеданс при Откл.Сигналы потока в обоих направлениях через MOSFET переключения.При этом заявка на ветер, и источник в MOSFET обмена местами в зависимости от напряжения каждого электрода по сравнению с показателем в ворота.Для простого MOSFET без комплексного диод, источник является более негативном для N-МОП или более позитивную сторону С-MOS.Все эти коммутаторы имеют ограниченный сигналы о том, что они могут передавать или остановить их ворота источника, ворота-утечки и источник утечки напряжения, а также источник для токов утечки; превышает напряжение пределах потенциально повреждение выключателя.
[править]

Единого типа MOSFET переключатель:

Это аналог переключения использует четыре терминала прост MOSFET любой С или N типа.В случае с N-типа переключателя, орган подключен к GND и ворот используется как переключатель контроля.Всякий раз, когда у ворот напряжение превышает источник напряжения, по крайней мере, пороговое напряжение,
то MOSFET проводит.

The higher the voltage, the more the MOSFET conducts. An N-MOS will pass through all voltages less than (Vgate-Vtn), measured with respect to the body. The switches are usually operated in the saturation region, since the drain and source tend to the same voltage when the switch is on.

In the case of a P-MOS, the body is connected to Vdd and the gate is brought to a lower potential to turn the switch on. The P-MOS switch passes all voltages higher than (Vgate Vtp), measured with respect to the body.

A P-MOS switch will have three times the resistance of an N-MOS device of equal dimensions because electrons have three times the mobility of holes in silicon. [править]Dual-type (CMOS) MOSFET switch:

This type of switch uses one P-MOS and one N-MOS FET to counteract the limitations of the single-type switch. The FETs have their drains and sources connected in parallel, the body of the P-MOS is connected to the high potential (Vdd) and the body of the N-MOS is connected to the low potential (Gnd). To turn the switch on the gate of the P-MOS is driven to the low potential and the gate of the N-MOS is driven to the high potential. For voltages between (Vdd-Vtn) and (Gnd Vtp) both FETs conduct the signal, for voltages less than (Gnd Vtp) the N-MOS conducts alone and for voltages greater than (Vdd-Vtn) the P-MOS conducts alone.

The only limits for this switch are the gate-source, gate-drain and source-drain voltage limits for both FETs. Also, the P-MOS is typically 3 times the width of the N-MOS so the switch will be balanced.

Tri-state circuitry sometimes incorporates a CMOS MOSFET switch on its output to provide for a low ohmic, full range output when on and a high ohmic, mid level signal when off. <img src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/IvsV_mosfet.png/300px-IvsV_mosfet.png" border="0" alt=""/>